sat 即 Satisfiability,意思为可满足,那么2-SAT表示一些布尔变量只能取true或者false,而某两个变量之间的值存在一定的关系(如:只要a为真,b一定为假;如果a为假,b也为假),我们需要在满足所有这样的关系的情况下,求出每个变量的赋值,如果不存在,就是无解。
某一天,PC,YD,HL在讨论两个问题:1)winter的温度是否低于0度,2)bamboo的高度是否大于10m,众所周知,这三位大佬很强大,所以他们对于这两个问题的判断至少有一个是正确的。此时给出三人对这两个问题的判断,求出这两个问题的正确答案;如果不存在正确答案,那么可能是某个人犯糊涂了,因此我们无法得到答案,输出无解。
我们将两个问题符号化为,a:winter的温度低于0度, b :bamboo的高度大于10m,将三人的观点及其符号化表示如下:
1)PC认为:winter的温度低于0度,bamboo的高度大于10m,a∨ b
2)YD认为:wintet的温度不低于0度,bamboo的高度大于10m,¬a∨ b
3)HL认为:winter的温度不低于0度,bamboo的高度不大于10m,¬a∨ ¬b
那么a,b的取值需要满足:(a∨ b) ∧ ( ¬a∨ b) ∧ (¬a∨ ¬b),我们如何求出满足这个式子的a,b的取值这类问题就是2-SAT问题。
我们可以将每个变量x的两个状态分别用两个点表示,记编号为i的点表示这个变量取真,i+n的点表示这个变量取假
将两个变量之间的关系用边表示,如:只要a为真,b一定为假,将此命题符号化得到¬a∨¬b,这个式子也可以写成:a → ¬b ∧ b → ¬a,表示:a为真,则b必为假 ,和b为真,则a必为假,这样我们就发现 a 和 ¬b 可以由a推出¬b, 可以由b推出¬a,在图中,我们构建这样的边表示他们的关系:由 a 向 ¬b 建一条单向边,再由 b 向 ¬a建一条单向边,总结以下将命题转化为建图的规律:
1)¬a∨¬b ----> a → ¬b ∧ b → ¬a
2)a∨b ----> ¬a → b ∧ ¬b → a
3)¬a∨b ----> a → b ∧ ¬b → ¬a
4)a∨¬b ----> ¬a → ¬b ∧ b → a
(x→y可以视作由x向y建一条单向边)
然后,我们在这个图中求强连通分量,联想到我们图中边代表的关系:由边的起点可以推出终点,所以同一强连通分量中的点真值一致,所以我们很容易想到如果 a 和 ¬a在同一强连通分量中,这说明a和¬a真值相同,这显然是不正确的,即无解;如果不存在变量x使得x和¬x在同一强连通分量中,就说明有解。
那么有解的情况下,我们如何得到每个变量的值呢?只要x所在强连通分量的拓扑序比¬x所在强连通分量的拓扑序靠后,则x为真,否则为假,而我们用tarjan算法求强连通分量的时候,对于每个强连通分量的标记是逆拓扑序的,所以 node[x] < node[¬x] 时,x取真,否则为假,这样一来,我们对每个变量进行判断并输出对应的值即可
#include<iostream> #include<cstdio> #include<algorithm> #include<cstring> #include<queue> #include<string> #include<fstream> #include<vector> #include<stack> #include <map> #include <iomanip> #define bug cout << "**********" << endl #define show(x, y) cout<<"["<<x<<","<<y<<"] " #define LOCAL = 1; using namespace std; typedef long long ll; const ll inf = 2e9 + 10; const ll mod = 1e9 + 7; const int Max = 2e6 + 10; const int Max2 = 3e2 + 10; struct Egde { int to, next; } edge[Max]; int n, m; int head[Max], tot; int dfn[Max], low[Max],time_clock; int line[Max],now; int node[Max],sccCnt; void init() { memset(head, -1, sizeof(head)); tot = 0; memset(dfn,0,sizeof(dfn)); time_clock = 0; now = 0; memset(node,0,sizeof(node)); sccCnt = 0; } void add(int u, int v) { edge[tot].to = v; edge[tot].next = head[u]; head[u] = tot++; } void tarjan(int u) { dfn[u] = low[u] = ++time_clock; line[++now] = u; for(int i = head[u] ; i != -1; i = edge[i].next) { int v = edge[i].to; if(!dfn[v]) { tarjan(v); low[u] = min(low[u],low[v]); } else if(!node[v]) { low[u] = min(low[u],dfn[v]); } } if(dfn[u] == low[u]) { sccCnt++; while(line[now] != u) node[line[now--]] = sccCnt; node[line[now--]] = sccCnt; } } int main() { #ifdef LOCAL // freopen("input.txt", "r", stdin); // freopen("output.txt", "w", stdout); #endif while (scanf("%d%d", &n, &m) != EOF) { init(); for (int i = 1, a, va, b, vb; i <= m; i++) { scanf("%d%d%d%d", &a, &va, &b, &vb); add(a + n * (va & 1), b + n * (vb ^ 1)); add(b + n * (vb & 1), a + n * (va ^ 1)); //1~n表示1,n+1,2*n表示0 } for(int i = 1;i <= (n << 1) ;i ++) { if(!dfn[i]) tarjan(i); } bool ok = true; for(int i = 1;i <= n ;i ++) { if(node[i] == node[i+n]) { ok = false; break; } } if(!ok) { printf("IMPOSSIBLE\n"); } else { printf("POSSIBLE\n"); for(int i = 1;i < n ;i ++) { printf("%d ",node[i] < node[i+n]); } printf("%d\n",node[n] < node[n<<1]); } } return 0; }
原文:https://www.cnblogs.com/winter-bamboo/p/11402634.html